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化學(xué)氣相沉積TiN

將經(jīng)清洗、脫脂和氨氣還原處理后的模具工件，置于充滿H2（體積分?jǐn)?shù)為99.99%）的反應(yīng)器中，加熱到900-1100℃，通入N2（體積分?jǐn)?shù)為99.99%）的同時，并帶入氣態(tài)TiCl4（質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于99.0%）到反應(yīng)器中，則在工件表面上發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：

2TiCl4（氣） N2（氣） 4H2（氣）→2TiN（固） 8HCl（氣）

固態(tài)TiN沉積在模具表面上形成TiN涂層，厚度可達(dá)3-10μm，副產(chǎn)品HCl氣體則被吸收器排出。工藝參數(shù)的控制如下：

（1）氮?dú)浔葘iN的影響

一般情況下，氮?dú)潴w積比VN2/VH2<1/2時，隨著N2的增加，TiN沉積速率增大，涂層顯微硬度增大；當(dāng)VN2/VH2≈1/2時，沉積速率和硬度達(dá)到值；當(dāng)VN2/VH2>1/2時，沉積速率和硬度逐漸下降。當(dāng)VN2/VH2≈1/2時，所形成的TiN涂層均勻致密，晶粒細(xì)小，硬度，涂層成分接近于化學(xué)當(dāng)量的TiN，而且與基體的結(jié)合牢固。因此，VN2/VH2要控制在1/2左右。

（1）化學(xué)氣相沉積（CVD）反應(yīng)溫度一般在900~1200℃，中溫CVD例如MOCVD（金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積），反應(yīng)溫度在500~800℃。若通過氣相反應(yīng)的能量，還可把反應(yīng)溫度降低。

“輔助”CVD的工藝較多，主要有：

① 電子輔助CVD（EACVD）（也稱為電子束輔助CVD，電子增強(qiáng)CVD，或電子束誘導(dǎo)CVD），涂層的形成在電子作用下得到改進(jìn)。

② 激光輔助CVD（LACVD)，也稱為激光CVD或光子輔助CVD，涂層的形成在激光輻照作用下得到改進(jìn)。

③ 熱絲CVD，也稱為熱CVD，一根熱絲放在被鍍物件附近進(jìn)行沉積。

④ 金屬有機(jī)化合物CVD（MOCVD），是在一種有機(jī)金屬化合物氣氛（這種氣氛在室溫時是穩(wěn)定的，但在高溫下分解）中進(jìn)行沉積。

刀具鍍膜設(shè)備

以下是制備的必要條件：

①  在沉積溫度下，反應(yīng)物具有足夠的蒸氣壓，并能以適當(dāng)?shù)乃俣缺灰敕磻?yīng)室；

② 反應(yīng)產(chǎn)物除了形成固態(tài)薄膜物質(zhì)外，都必須是揮發(fā)性的；

③ 沉積薄膜和基體材料必須具有足夠低的蒸氣壓。

CVD技術(shù)是作為涂層的手段而開發(fā)的，但不只應(yīng)用于耐熱物質(zhì)的涂·層，而且應(yīng)用于高純度金屬的精制、粉末合成、半導(dǎo)體薄膜等，是一個頗具特征的技術(shù)領(lǐng)域，其工藝成本具體而定。